3. Расчет принципиальной тепловой схемы энергоблока на базе турбины пт-80-130/13

Основная цель расчета принципиальной тепловой схемы энергоблока заключается в определении технических характеристик теплового оборудования (расходов пара, воды и топлива) и энергетических показателей энергоблока и его частей (КПД и удельных расходов теплоты и топлива). Принципиальная тепловая схема при проектировании рассчитывается при номинальной мощности N_э и номинальной нагрузке производственного и теплофикационного отборов Q_п и Q_т.

3.1 Обобщенные формулы и алгоритмы теплового расчета турбоустановки

До проведения расчета ПрТС по соответствующим рекомендациям и методикам необходимо выбрать:

• давление в конденсаторе и регенеративных отборах турбоустановки;

• оценить внутренние относительные КПД отсеков турбины;

• свести баланс по потокам пара, питательной и добавочной воды.

Расчет ПрТС включает:

• построение процесса расширения пара в турбине и турбоприводе и составление таблицы параметров пара, воды и конденсата на входе и выходе всех элементов турбины и ПрТС;

• составление и решение уравнений теплового баланса для всех теплообменников, входящих в состав ПрТС;

• определение расхода пара на турбину;

• определение численных значений параметров всех потоков пара и воды в ПрТС и отсеках турбоустановки;

• определение показателей тепловой экономичности турбоустановки и электростанции.

Полученные в результате расчета ПрТС параметры пара в отборах турбины и значения его расходов через отсеки являются исходными данными для расчета проточной части турбины. По результатам расчета проточной части уточняют внутренние относительные КПД отсеков турбины и параметры пара в отборах, затем вновь производят расчет ПрТС. Число итераций расчетов ПрТС и проточной части турбины определяются заданной погрешностью.

Полученные при расчете ПрТС значения расходов:

• свежего пара;

• питательной воды;

• пара промежуточного перегрева и параметров этих потоков

являются исходной информацией для расчета и проектирования парового котла. Все остальные значения параметров и расходов в ПрТС используются при выборе и проектировании вспомогательного оборудования.

Часто при составлении и расчете ПрТС задается типоразмер парового котла или реактора. В этом случае конечным результатом расчета ПрТС является определение электрической мощности установки.

3.1.1 Баланс воды и пара

Принимаем упрощенный метод учета потерь пара и конденсата в цикле станции, протечек его через концевые уплотнения и расход пара на эжекторные установки:

- внутристанционные безвозвратные потери пара и конденсата в цикле

D_ут=(0,015…0,02)D₀,кг/с;

-расход пара на эжекторную установку

D_эж=0,005 D₀, кг/с;

-расход пара на концевые уплотнения

D_ку=(0,003…0,005)D₀,кг/с;

-расход пара из котла

D_пг=D₀+ D_ут+ D_эж+ D_ку=(1+0,02+0,005+0,003) D₀ =1,028D₀;

-расход питательной воды на котел

D_ПВ= D_ПГ+ D_ПР, (4.1)

где D_ПР=, кг/с .

Размер продувки Р_ПР принимается:

а) при восполнении потерь дистиллятом испарителей (паропреобразователей) или обессоленной водой Р_ПР=0,3…0,5%;

б) при восполнении потерь химически отчищенной водой Р_ПР=0,5…3%;

в) при высокой минерализованности исходной воды, большом невозврате конденсата от потребителей допускается увеличение размера продувки до 5%.

При восполнении потерь в цикле и у потребителей химически очищенной водой процент продувки котлов принимаем Р_ПР=3% от паропроизводительности котлов. Поэтому

D_ПР=0,03D_ПГ=0,03 1,028D₀=0,0308 D₀;

D_ПВ=1,028D₀+0,0308 D₀=1,05884 D₀.

Количество добавочной воды, направляемой в цикл станции из станционной химводоочистки:

D_{ДОБ. В}= D_УТ + (1 - К) D_П + D_ВР, (4.2)

здесь:

D_ут – безвозвратные утечки пара и конденсата;

К – коэффициент возврата конденсата с промышленных тепловых потребителей, в зависимости от вида производства принимает следующие значения:

- машиностроительные заводы – 0,5…0,8 ,

- металлургические заводы – 0,1…0,5 ,

- заводы химической промышленности – 0,4…0,6 ,

- нефтеперерабатывающие заводы – 0,1…0,5 ,

- пищевые комбинаты – 0,6…0,8;

(1 - К)D_П – потери пара и конденсата у промышленных тепловых потребителей ТЭЦ;

D_ВР – количество воды, выходящей из расширителя непрерывной продувки, определяется в результате расчета расширителя непрерывной продувки

D_ВР= D_ПР =(1 –β) D_ПР, (4.3)

где β – доля пара, выделившегося из продувочной воды в расширителе непрерывной продувки

β =, (4.4)

где − коэффициент, учитывающий потерю теплоты в расширителе,

h_КВ – энтальпия котловой воды, определяемая по давлению в барабане (сепараторе) котла, кДж/кг;

h_В= h_ПР – энтальпия воды в расширителе, кДж/кг. Определяется по давлению в деаэраторе, к которому он подключен, с учетом потерь давления в сепарационном устройстве расширителя и в подводящих паропроводах, составляющих ~ 10%;

= h_П – энтальпия влажного насыщенного пара, выходящего из расширителя. Если принять его влажность равной 3%, то

= h_В + 0,97 r . (4.5)

Выход пара из расширителя продувки:

D = β D_ПР , кг/с. (4.6)